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Por farmacogenómica se entiende el estudio de la variabilidad en la expresión génica en respuesta a determinados fármacos. Existe un matiz conceptual entre la farmacogenómica y la farmacogenética. Mientras que la farmacogenómica se refiere a abordajes que tienen en cuenta las características de las secuencias genómicas, mediante una visión integradora que incluiría interacciones entre genes por ejemplo, la farmacogenética queda circunscrita a la detección de modificaciones de genes de un individuo en la respuesta a fármacos. El objetivo de la farmacogenómica es la creación de fármacos a medida para cada paciente y adaptados a sus condiciones genéticas. El medio ambiente, la dieta, estilo de vida y estado de salud, todo ello puede influir sobre la respuesta de una persona a un fármaco. Entender el funcionamiento genético se cree será la "llave" para crear drogas personalizadas con mayor eficacia y seguridad.

Para mayor Información: Mini Review Pharmacogenomics: the future of drug therapy Tsai YJ, Hoyme HE. Pharmacogenomics: the future of drug therapy. YJ Tsaia and HE Hoymeb Clin Genet 2002: 62: 257–264. C Blackwell Munksgaard, 2002

Farmacogenómica: hacia la medicina personalizada.

Autor:

              Dr. José Alberto González Cáceres. Residente Medicina General Integral-Vinculo Neurología. Instructor no graduado en Neurogenética y Genética Clínica. 
              
              Asesores:

             Dra. Teresita Rodríguez Obaya. Dra. Ciencias, Especialista en Histología y biología Celular, Investigador Titular. Profesora Asistente Facultad Victoria de Girón, Instituto Superior Ciencias Médicas de La Habana.

             Dra. Ana Liz Rodríguez Porto. Especialista 2do grado Medicina Interna, Máster en Infectología. Profeso. Profesora Auxiliar Facultad Calixto García, Instituto Superior Ciencias Médicas de La Habana.

             Dra. Ismary Alonso Orta. Especialista 2do grado en Farmacología. Profesora Auxiliar Centro para el Desarrollo de la Farmacoepidemiología.

             Dra. Lidia Rodríguez Peña. Especialista 2do grado Genética Clínica. Profesora Auxiliar Facultad Calixto García, Instituto Superior Ciencias Médicas de La Habana.

Instituto Superior de Ciencias Médicas de La Habana, Hospital Universitario Clínico Quirúrgico “Manuel Fajardo”.

Resumen. Objetivo. En la acción terapéutica frente a una enfermedad, generalmente la primera observación del médico es la variabilidad interindividual de la respuesta. Dicha variabilidad va intrínsecamente ligada a las características genéticas del sujeto moduladas por factores fisiológicos, patológicos y ambientales. En particular, las diferencias hereditarias en el metabolismo y la disposición de los fármacos pueden tener una gran influencia en la eficacia o toxicidad de los medicamentos, por lo que en este artículo nos centraremos en la farmacogenética del metabolismo de los fármacos. Desarrollo. Las primeras observaciones clínicas de diferencias hereditarias en la respuesta a los fármacos se realizaron en los años cincuenta, lo que llevó a la farmacogenética. A estas observaciones les siguieron estudios poblacionales y bioquímicos del fenotipo metabolizador y, eventualmente, la elucidación molecular del defecto genético asociado con la característica hereditaria. Se han descrito polimorfismos genéticos de varias enzimas metabolizadoras de fármacos de fase I y fase II, incluyendo varios citocromos P450, N-acetiltransferasas, y la tiopurina S-metiltransferasa. Los avances en la genómica humana han dado lugar a la farmacogenómica, una disciplina emergente que utiliza un enfoque amplio para estudiar todos los genes que participan en la respuesta a los fármacos. Las tecnologías genómicas servirán de base para implementar una terapia personalizada. El concepto de medicina personalizada hace referencia al uso de la información sobre la composición genética de las personas, para utilizar nuevas estrategias para el descubrimiento, tratamiento, o prevención de una enfermedad. La farmacogenómica proporciona la información para ayudar llegar a una medicación más eficaz, o a dosis de medicamentos que el paciente puede manejar mejor. Esta información reduce los efectos adversos tanto como aumenta la efectividad del tratamiento de las enfermedades. Conclusiones. En la actualidad se han comenzado aplicar nuevas pruebas como el AmpliChip CYP450 test. El primer test de rutina que brinda información sobre las diferencias individuales en el metabolismo de muchos de los fármacos de prescripción diaria, basada en el análisis de la variación de dos genes involucrados en dicho metabolismo. Por tanto el conocimiento de la variabilidad genética de un individuo puede ser clínica y económicamente importante, y podría proporcionar las bases para una farmacoterapia racional en diversas enfermedades, así como formar parte de las base de la medicina personalizada. Palabras clave. Citocromo P450. Farmacogenética. Farmacogenómica. Genotipificación. Metabolismo de fármacos. Polimorfismo genético. Medicina personalizada.

Summary. Aim. In the therapeutic action in front of an illness, the doctor's first observation is generally the Individual differences in drug response. Different patients exhibit wide variability in the way they respond to medications. Individual differences in drug response can result from environmental factors, as well as genetic determinants. In particular, inherited differences in the metabolism and disposition of drugs can have a great influence on the efficacy and toxicity of medications, so herein we focus on the pharmacogenetics of drug metabolism. Development. Clinical observations of inherited differences in drug effects were first documented in the 1950s, giving rise to the field of pharmacogenetics. These observations were then followed by population studies of drug disposition phenotype, then biochemical, and eventually molecular elucidation of the genetic defect associated with the inherited trait. Genetic polymorphisms have been described for many phase I and phase II drugmetabolizing enzymes including several cytochromes P450, N-acetyltransferases, and thiopurine S-methyltransferase. Rapid advances in human genomics gave birth to pharmacogenomics, an emerging discipline that uses genome-wide approaches to study the entire spectrum of genes involved in drug response. High-through-put genomic technologies will serve as the foundation of personalized therapies. The concept of personalized medicine refers to the use of information about a person’s genetic makeup to tailor strategies for the detection, treatment, or prevention of disease. Pharmacogenomics provides information to assist in delivering the right medication or dose of medication a patient’s body can best handle. This information helps reduce adverse side effects as much as possible and improve the targeting of treatment in diseases. Conclusions. At the present time tests are applying like the AmpliChip CYP450 Test. That is the first routine test to identify how different individuals metabolize many of today’s most widely prescribed drugs. By analyzing the variations in two genes, the test predicts whether a person is a slow, normal or rapid metabolizer of a particular drug. This information can assist doctors in prescribing appropriate medication at an appropriate dose. Knowledge of an individual’s genetic variability in drug response may be clinically and economically important and could provide the basis for a rational approach to drug prescription in diverse illnesses, as well as to be part of the base of the personalized medicine. Key words. Cytochrome P450. Pharmacogenetics. Pharmacogenomics. Drug metabolism. Genetic polymorphism. Genotyping. Personalized medicine.

INTRODUCCIÓN Hace más de 2500 años Pitágoras indicó que la ingestión del fruto de Vicia fava (habas tiernas) producía enfermedad (favismo) en algunas personas pero no en todas las que lo comían. Por éste y por otros motivos, Pitágoras consideró que esos granos eran sagrados y fueron posteriormente protegidos del consumo humano y de ser pisoteados. Transcurrieron muchos años de estudios para poder poner de manifiesto la causa de la reacción adversa que Pitágoras había observado: anemia hemolítica, en aquellos individuos con deficiencia de glucosa-6-fosfato-deshidrogenasa, debido a que estas legumbres producen oxidantes de la misma manera que lo hacen los fármacos. Este es probablemente uno de los primeros casos registrados de polimorfismo genético metabólico. Podíamos definir a un fármaco (del griego pharmakon), en un amplio sentido, como toda sustancia química capaz de interactuar con un organismo vivo; desde el punto de vista médico es aquella sustancia que se ponga en contacto con el organismo (por cualquier vía) y presente eficacia en la prevención, diagnostico o en el tratamiento de una enfermedad y esté libre de efectos adversos; sin embargo en la práctica médica, raramente un medicamento es efectivo y seguro en todos los pacientes, Paracelso (1493-1541) afirmaba: “Todas las sustancias son toxicas; no hay alguna que no lo sea. La dosis exacta es lo que establece la diferencia entre un veneno y un fármaco curativo”. El amplio uso de los fármacos en todo el mundo ha revelado importantes diferencias individuales e interétnicas. En algunos sujetos se presentan efectos terapéuticos, en otros, efectos adversos, y en otros, es menor al esperado. El riesgo individual de presentar toxicidad o ineficacia frente a los fármacos es resultado de la interacción entre la información genética y el ambiente. Los factores ambientales incluyen la dieta, la edad, el sexo, el tabaquismo, el consumo de alcohol y otras drogas, las farmacoterapias concomitantes y factores propios de la enfermedad, junto a muchos otros factores actúan conjuntamente con los genes que codifican para determinantes farmacocinéticos y farmacodinámicos, como receptores, transportadores y enzimas metabolizadoras de fármacos [1,2]. Podemos asumir que los factores genéticos contribuyen en un 20-40% a las diferencias individuales en el metabolismo y la respuesta a los fármacos; sin embargo, para ciertos fármacos o grupos de fármacos los factores genéticos son de suma relevancia para la respuesta a la terapia [3]. De hecho, se ha estimado que los factores genéticos son responsables de entre un 20 y un 95% de la variabilidad observada en la disposición y los efectos de los fármacos [4]. En lo que se respecta a la eficacia de una terapia farmacológica, ésta dista mucho de ser la óptima. El número de pacientes que no responde a los fármacos en trastornos como la enfermedad de Alzheimer, la depresión, la esquizofrenia, la incontinencia, la hipertensión arterial, las arritmias cardíacas, la osteoporosis, y la artritis reumatoide es del 30-60% [3]. Las reacciones adversas a los fármacos (RAF) constituyen un problema más importante de lo que se había pensado en el uso y el desarrollo de fármacos. Un metaanálisis de 39 estudios prospectivos en hospitales de Estados Unidos calculó que 2.216.000 pacientes hospitalizados (6,7%) presentaron RAF graves, y 106.000 (0,32%) tuvieron RAF fatales, las cuales constituyeron entre la cuarta y la sexta causa de muerte [5]. Aun cuando se han criticado estas cifras, existen otras evidencias similares de que las RAF constituyen del 5 al 7% del total de hospitalizaciones [6,7]. Se ha estimado que el coste de las RAF en Estados Unidos, incluyendo un promedio de dos días de hospitalización y una productividad reducida, asciende a cien mil millones de dólares anuales [8]. Además, las RAF son una de las causas más comunes de que se retire un medicamento del mercado [9], lo que tiene una importante repercusión financiera para la industria farmacéutica [10]. Por tanto, el conocimiento de los factores genéticos que afectan a la respuesta farmacológica individual es fundamental, tanto para la terapia como para el desarrollo de los fármacos. La farmacogenética estudia las variaciones hereditarias que afectan a la respuesta individual a los fármacos empleados en dosis terapéuticas, para desarrollar métodos simples que hagan posible diagnosticar estas variaciones antes de la administración del medicamento. Esta disciplina surgió formalmente en los años cincuenta como consecuencia de varias observaciones clínicas en las que se demostró que algunas reacciones adversas estaban causadas por deficiencias enzimáticas determinadas genéticamente. La farmacogenómica emergió recientemente como una disciplina resultante de la fusión entre la farmacogenética y la genómica, utiliza la información genética para explicar diferencias en las reacciones medicamentosas entre una persona y otra o para individualizar dosis de fármacos en pacientes con polimorfismos genéticos identificados. La farmacogenómica introduce una gran dimensión para la medicina predictiva individualizada por medio de los adelantos tecnológicos para el análisis del genoma. La determinación del perfil genético individual tendrá un profundo impacto en la predicción de la respuesta farmacológica y hará posible la terapia personalizada [11-13].

FARMACOGENÉTICA: SUS ANTECEDENTES HISTÓRICOS. Los estudios de Sir Archibald Garrod en 1902, sobre la alcaptonuria constituyeron el primer ejemplo de herencia mendeliana en el ser humano, y anticipó la relación existente entre las enzimas y los genes. Este científico y médico británico propuso que de manera similar a los sustratos endógenos, los fármacos experimentaban una biotransformación por vías metabólicas específicas, y que los defectos en estos procesos bioquímicos, determinados genéticamente, podían ser la causa de reacciones adversas después de la administración de los fármacos. Garrod también sugirió que las enzimas estaban implicadas en la destoxificación de sustancias extrañas, y que este mecanismo podía fallar en algunas personas debido a la carencia de la enzima requerida [14], acuñando así el término de la individualidad química. En 1932, Snyder demostró que incapacidad para detectar el sabor de la feniltiocarbamida se transmite de forma autosómica recesiva y constituyo la primera descripción de una diferencia hereditaria en respuesta a un agente químico extraño o xenobiótico [15]. Éste y otros defectos en la percepción sensorial relacionados con la exposición a productos xenobióticos fueron los primeros ejemplos de polimorfismos genéticos, un concepto introducido en 1965 por Ford [16]. La hipótesis original de Garrod se confirmó durante la Segunda Guerra Mundial, cuando se observó que la hemólisis por primaquina era más común entre los soldados afroamericanos del ejército de Estados Unidos [17]. Un estudio posterior en el período de posguerra reveló que esta crisis hemolítica, inducida por el antimalárico primaquina, se debía a una deficiencia genética de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (G-6-PD) [18]. En la década de los cincuenta, se refirieron diferencias individuales en los efectos de la isoniacida en pacientes con tuberculosis tratados con dosis terapéuticas, que mostraron una elevada incidencia de neurotoxicidad periférica [19]. Después se demostró que la isoniacida se biotransformaba por acetilación, y que las personas diferían significativamente en esta capacidad enzimática. Se clasificó a estas personas entre acetiladores lentos y acetiladores rápidos; la acetilación lenta era el factor genético responsable de la neuropatía periférica [20]. En la misma época, se describió que la apnea prolongada observada en algunos individuos después de la administración de succinilcolina para la relajación muscular durante la anestesia general, se debía a una deficiencia hereditaria en la actividad de la enzima plasmática pseudocolinesterasa (posteriormente denominada butirilcolinesterasa) [21]. Estas observaciones llevaron a Arno Motulsky a proponer en su artículo, publicado en la revista JAMA en 1957, que la eficacia de los fármacos y la presencia de las reacciones adversas a los medicamentos podrían explicarse por variaciones individuales determinadas genéticamente [22].

Para 1959, Friedrich Vogel acuñó el término “farmacogenética” (porque combinaba conocimientos derivados de la genética, la farmacología y la bioquímica), para describir la relación entre la constitución genética de un individuo y la terapia farmacológica [23]. Posteriormente, en 1962, W. Kalow escribió el primer texto de esta disciplina [24]. En el año 1967 se celebró el primer congreso sobre farmacogenética organizado por la New York Academy of Sciences, congreso en el que se puso de manifiesto que el estudio de las interacciones entre los genes y los fármacos se estaba aplicando a una gran variedad de enfermedades. Un grupo de médicos ingleses describió en los años setenta, casos de hipotensión grave en respuesta al tratamiento con el agente antihipertensivo debrisoquina, debido a un inadecuado metabolismo oxidativo [25]. Al mismo tiempo, otro grupo de médicos, de origen alemán, observó efectos adversos graves en algunos pacientes a los que se les administró el alcaloide esparteína, el cual tiene propiedades antiarrítmicas y oxitócicas, reacción que también se atribuyó a un metabolismo oxidativo disminuido [26]. Los estudios en familias revelaron que el metabolismo de ambos fármacos se encuentra bajo control monogénico y que los metabolizadores pobres son homocigotos para un alelo recesivo del citocromo P450 2D6, denominado CYP2D6 o 4-hidroxilasa de debrisoquina/esparteína [27]. En la actualidad, existen muchos ejemplos de la variabilidad individual en la respuesta a los fármacos, tanto en términos de eficacia como de toxicidad, que se han asociado a polimorfismos en los genes que codifican para enzimas, receptores y transportadores implicados en las vías de disposición de fármacos. Sin embargo, la mayoría de las diferencias caracterizadas molecularmente se relaciona con la diversidad en los genes que codifican para las enzimas metabolizadoras de los fármacos (Tabla-1).

METABOLISMO DE FÁRMACOS La mayor parte de las sustancias xenobióticas son lipófolas, esta propiedad facilita su transporte en el torrente sanguíneo mediante lipoproteínas, su capacidad para atravesar membranas lipídicas y el acceso ulterior a su sitio de acción. Esta características obstaculizan su eliminación por el organismo, por lo que la excreción del fármaco intacto a través de los riñones interviene muy poco en la eliminación global de casi todos los agentes terapéuticos, ya que los productos lipófilos filtrados por el glomérulo se resorben en gran medida, siendo devueltos a la circulación general durante su paso por los túmulos renales. Por ello, el metabolismo de los fármacos y otros productos xenobióticos en metabolitos más hidrófilos resulta esencial para su eliminación y terminación de su actividad biológica [28]. Desde una perspectiva general, las reacciones de biotransformación generan metabolitos inactivos más polares, que se excretan fácilmente al exterior. Sin embargo, en algunos casos se producen metabolitos con potente actividad biológica o con propiedades tóxicas. Muchas de las reacciones metabólicas de biotransformación que culminan en la generación de metabolitos inactivos también originan metabolitos biológicamente activos de compuestos endógenos. Por otra parte, el metabolismo también puede convertir a los profármacos en compuestos terapéuticamente activos (morfina a partir de codeína) o puede derivar en la formación de metabolitos tóxicos (carcinógenos a partir de procarcinógenos) [29].

ENZIMAS METABOLIZADORAS DE FÁRMACOS. Las enzimas metabolizadoras de fármacos (EMF) desempeñan un papel muy importante en la biotransformación de los fármacos o productos xenobióticos que se introducen en el cuerpo humano. En general, las EMF protegen o defienden el cuerpo contra agentes potencialmente dañinos del medio ambiente, y metabolizan una variedad de sustancias endógenas, como esteroides, ácidos biliares, ácidos grasos, prostaglandinas y aminas biogénicas, entre otras. Los farmacólogos clasifican las vías del metabolismo de fármacos como reacciones de funcionalización (fase I) o de biosíntesis o conjugación (fase II). Las EMF de fase I introducen o exponen un grupo funcional del fármaco original y catalizan reacciones de biotransformación como oxidación, reducción e hidroxilación, en las que participan, entre otros, el sistema de la monooxigenasa dependiente del citocromo P450, sistema de la monooxigenasa con flavina y la cooxidación dependiente de la peroxidasa, mientras que las de fase II efectúan reacciones de conjugación, como acetilación, metilación o glucuronidación, y sus reacciones culminan en la formación de un enlace covalente entre un grupo funcional en el compuesto original, o metabolito de fase 1, con los derivados de manera endógena: ácido glucurónico, sulfato, glutatión, aminoácidos o acetato. Estos conjugados fuertemente polares suelen ser inactivos y se excretan con rapidez por orina y heces [30].

SISTEMA DE LA MONOOXIGENASA DEPENDIENTE DEL CITOCROMO P450. PRINCIPALES POLIMORFISMOS GENÉTICOS DE LOS CITOCROMOS P450. El sistema de monooxigenasa del citocromo P450 localizado en el retículo endoplásmico liso, está constituido por: una hemopotroteina de membrana (citocromo-P450), (Figura 1); la NADPH-P-450 reductasa (otra proteína de membrana), que trasfiere electrones desde la forma reducida de la nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADPH) hacia el citocromo-P450 y se encuentran a una razón aproximada de 10 moléculas de citocromo-P450 por una de reductasa; y la fosfatidilcolina. En el ser humano, los citocromos P450 constituyen las principales EMF de fase I. Esta superfamilia de enzimas hem-tiolato se ha diversificado, a partir de una proteína ancestral común, en muchas formas diferentes que están ampliamente distribuidas en la naturaleza [31].

Figura-1. El citocromo P450 posee sitios para atrapar dos moléculas: 1. Un oxígeno (O2) en el sitio hemo y 2. El sustrato al que modifica que se une sobre el grupo hemo. Además está formado por Alfa hélices (formas espirales), Hojas Beta (estructuras planas) y segmentos no tan organizados en forma de hilos.

Ellas participan en el metabolismo de muy diversos compuestos químicos endógenos y exógenos que incluyen fármacos, sustancias del entorno y otros xenobióticos. Por lo regular actúan como oxidasa terminal en la cadena de transferencia de electrones multicomponente que introduce un solo átomo de oxígeno molecular en el sustrato, en tanto se incorpora otro átomo en el agua. En los microsomas, los electrones provienen de NADPH a través de la reductasa de citocromo P450, que guarda estrechos vínculos con la sustancia original (dicho citocromo) en la membrana lípida del retículo endoplásmico liso. El citocromo P450 cataliza muchas reacciones, que incluyen hidroxilación aromática de cadenas laterales; desalquilación de N-, 0- y S-; oxidación de N; hidroxilación de N; sulfooxidación, desaminación, deshalogenación y desulfuración. Las enzimas de esta familia también catalizan otras reacciones de reducción casi siempre en situaciones en que hay baja presión de oxígeno. De los 1 000 componentes (aproximadamente) conocidos de la familia del citocromo P450, unos 50 tienen actividad funcional en seres humanos. Este subgrupo se ha dividido en 17 familias y en muchas subfamilias, según las semejanzas en la secuencia de aminoácidos de las proteínas "predichas"; para identificación se usan las siglas CYP. Las secuencias que tienen una identidad mayor de 40% pertenecen a la misma familia y se identifican con un número arábigo; dentro de una familia, pertenecen a la misma subfamilia secuencias que tengan igualdad mayor de 55%, y se identifican por una letra; asimismo, se identifican con un número arábigo las diferentes isoformas individuales dentro de la subfamilia [1]. A partir de la finalización de la secuencia del genoma humano, se ha calculado que existen 57 genes activos diferentes que codifican para enzimas P450, y un número similar (58) de pseudogenes [32]. Se piensa que estos genes han estado en existencia por más de 3.5 mil millones años. Se estima que más del 90% del metabolismo oxidativo de los fármacos en seres humanos está mediado por las enzimas P450, en las que intervienen 8 a 10 isoformas de las familias CYP1, CYP2 y CYP3, de las cuales las más importantes por el número de fármacos que metabolizan son (Gráfico-1) y (Fig. 2) CYP1A2, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6 y CYP3A4/5 [33,34]. Las isoformas CYP3A4 y CYP3A5, que son muy semejantes, participan al mismo tiempo en el metabolismo de 50% de los fármacos, en promedio; además, CYP3A es expresada en el epitelio de intestino y en el riñón.

Gráfico-1. Por ciento de fármacos metabolizados por las principales enzimas del citocromo-P450.

Se sabe ahora que el metabolismo por CYP3A durante la absorción en el enterocito intestinal es un factor importante junto con el metabolismo de primer paso por el hígado e interviene en la escasa biodisponibilidad de muchos fármacos después de ingeridos. Las CYP3A4/5 a pesar de ser enzimas con gran actividad, esta es más afectada por los factores medioambientales como la dieta y las medicaciones coexistentes que por las variaciones hereditarias. Sin embargo, CYP2D6, CYP2C9 y CYP2C19 son las más polimórficas, por lo que han sido más relevantes en farmacogenética [28]. Los progresos en la biología molecular han señalado que la diversidad genética es la regla y no la excepción en el caso de todas las proteínas, incluidas las enzimas que catalizan el metabolismo de medicamentos. Se han identificado variantes alélicas con diferentes actividades catalíticas, en comparación con la forma "natural u original". Las diferencias incluyen diversos mecanismos moleculares que culminan en la falta completa de actividad; disminución de la habilidad catalítica, o en el caso de duplicación de genes, intensificación de la actividad. Además, los rasgos en cuestión suelen heredarse por un mecanismo mendeliano autosómico recesivo y si muestran prevalencia suficiente, originan subpoblaciones con distintas habilidades de metabolismo de fármacos, es decir, polimoifismo genétieo. La frecuencia de variantes alélicas específicas suele variar con base en los antepasados étnicos de la persona. Es posible definir el fenotipo o el genotipo de una persona en relación con una variante genética particular, dicha “definición” es factible para individualizar la farmacoterapia, en particular medicamentos con un índice terapéutico estrecho. Más de 65 fármacos de uso común son metabolizados por CYP2D6, se estima que esta enzima es responsable del metabolismo del 25% de los fármacos de la práctica clínica actual, entre los que se encuentran antidepresivos tricíclicos, agentes neurolépticos, antagonistas de receptores β-adrenérgicos (betabloqueadores), antiarrítmicos, inhibidores de recaptación selectiva de la serotonina y opiáceos [35]. El gen CYP2D6 reside en el cromosoma 22, asociado a los pseudogenes CYP2D7P y CYP2D8P [36]. Se han descrito más de 40 variantes alélicas de CYP2D6 [37], unos 70 polimorfismos de nucleótidos solos (SNP) y otras variantes genéticas de importancia funcional, muchas de las cuales culminan en la inactividad de una enzima, en tanto que otras aminoran la actividad catalítica; también se observa duplicación de genes. Como consecuencia y con base en la capacidad para metabolizar los fármacos existen cuatro subpoblaciones fenotípicas de metabolizadores (Fig. 3): personas que metabolizan de manera deficiente o pobre (PM), intermedia (IM), extensa (EM) y ultrarrápida (UM), que conllevan una concentración plasmática baja, intermedia, normal, y elevada, respectivamente del fármaco en estudio [38].

Figura-2. Proporción de fármacos metabolizada por las enzimas principales de las fases I y II. El tamaño relativo de cada "rebanada del pastel", es decir, el segmento de la superficie del círculo, denota el porcentaje calculado del metabolismo de fase I (esquema de la izquierda) o de fase II (esquema de la derecha) con que cada enzima contribuye al metabolismo de medicamentos, con base en señalamientos clínicos. Las enzimas que poseen variantes alélicas funcionales son indicadas por un asterisco. En muchos casos intervienen varias enzimas en el metabolismo de un fármaco particular: CYP, citocromo P450; DPYD, deshidrogenasa de dihidropirimidina; GST, S-transferasas de glutatión; NAT, N-acetiltransferasas; ST, sulfotransferasas; TPMT, metiltransferasa de tiopurina; UGT, glucuronosiltransferasas de UDP.

Los pacientes homocigotos para los alelos nulos de CYP2D6 exhiben un fenotipo PM, con alteración del metabolismo y excreción de muchos fármacos, incluyendo la debrisoquina, el metoprolol, la nortriptilina y la propafenona, por lo que existe una mayor probabilidad de mostrar reacciones adversas a estos medicamentos [39]. La frecuencia de estos rasgos recesivos es del 1-2% en los asiáticos, aproximadamente el 5% en los afroamericanos y el 6-10% en las poblaciones caucásicas. La mutación más frecuente en la población caucásica, CYP2D6*4, tiene una frecuencia alélica del 20%, y consiste en la substitución de un nucleótido (G1934A). La segunda mutación más común en los caucásicos, CYP2D6*3, tiene una frecuencia del 1-2% e involucra una deleción A2637 en el exón 5. Los sujetos homocigotos para estos alelos no funcionales presentan un fenotipo PM. En los orientales, el alelo CYP2D6*10 es particularmente común (38-70%), mientras que en los africanos, el alelo CYP2D6*17 se presenta con una frecuencia del 34%; ambas variantes muestran una actividad enzimática reducida, lo que se correlaciona con un metabolismo intermedio [40]. Los individuos con genes CYP2D6 funcionales duplicados o multiplicados exhiben un fenotipo correspondiente a UM [41]. A diferencia de los metabolizadores lentos o pobres que presentan un riesgo elevado de efectos adversos en dosis ordinarias del fármaco, los individuos UM tienen riesgo de presentar ineficacia en el caso de un tratamiento con un fármaco metabolizado por CYP2D6. Por tanto, los UM requerirán dosis más altas que las que se prescriben normalmente para conseguir concentraciones terapéuticas [43]. También se han observado diferencias en las frecuencias de individuos UM dependiendo del origen étnico de la población. Los etíopes presentan la frecuencia más alta (29%) de duplicaciones de CYP2D6 descrita hasta la fecha [43]. En los árabes sauditas, la frecuencia es del 20% [44]; en caucásicos es relativamente baja (1-2%), a excepción de los españoles (7-10%) [45,46]. Los inhibidores de esta última isoforma, como la quinidina y los inhibidores de la recaptación selectiva de serotonina, pueden transformar un metabolizador extenso genotípico en otro PM fenotípico, suceso llamado fenocopia, que es un aspecto importante de las interacciones medicamentosas con esta isoforma particular de CYP.

Figura-3 Representación del impacto del genotipo en el metabolismo de fármacos.

Otro miembro de la familia del citocromo P450 es la isoforma CYP2C9, el cual metaboliza un rango importante de medicamentos, como fluoxetina, ibuprofeno, naproxeno, piroxicam, tetrahidrocanabinol, tolbutamida, fenitoína (fenilhidantoína), y S-warfarina [47]. Varias de estas sustancias tienen ventanas terapéuticas estrechas, por lo que esta variación genética es de importancia clínica. En individuos con los alelos variantes de CYP2C9 aparecen mayores concentraciones plasmáticas de fenilhidantoína y también efectos adversos más intensos. En el caso de la warfarina, el estrecho margen terapéutico puede ocasionar complicaciones hemorrágicas en algunos pacientes, por lo que las dosis diarias varían de 0,5 a 60 mg. La warfarina es una mezcla de dos estereoisómeros, R-warfarina y S-warfarina, metabolizados por diferentes enzimas. La actividad anticoagulante de la S-warfarina es tres veces mayor que la de la forma R, y es la metabolizada por CYP2C9 a un metabolito inactivo que se excreta con la bilis [48]. Las dos variantes alélicas de CYP2C9 más corrientes muestran disminución extraordinaria de la actividad catalítica (5 a 12%) en comparación con la enzima "natural". Como consecuencia, los individuos heterocigotos u homocigotos (respecto de los alelos mutantes) necesitan una dosis menor de warfarina, en particular este último grupo, en comparación con los sujetos homocigotos con el tipo "natural" de la enzima. Asimismo, es más difícil emprender la terapéutica con warfarina y hay un mayor peligro de complicaciones hemorrágicas. Además del alelo normal, CYP2C9*1, se han descrito al menos once variantes alélicas con diferentes frecuencias entre las poblaciones [37]. Por ejemplo, la frecuencia alélica de CYP2C9*3 es del 2,1% en asiáticos y del 7-9% en caucásicos [49]. Varios estudios han referido una intensa asociación entre pacientes caucásicos portadores de CYP2C9*2 o CYP2C9*3 y el requerimiento de dosis menores de warfarina racémica [50-52]. Además, se ha descrito que los pacientes con estos alelos presentan un riesgo mayor de sangrado en la terapia anticoagulante con warfarina que los que no los tienen [50,53], aunque este hallazgo no se ha confirmado en otros estudios [51,54]. Recientemente, se investigó la actividad metabólica de CYP2C9 entre pacientes japoneses y caucásicos apareados genotípicamente; se midió la concentración plasmática de S-warfarina no unida y se encontró que el efecto del gen sobre la dosis sólo era evidente en los japoneses. Esto demuestra que existen diferencias en la actividad in vivo de CYP2C9 entre las poblaciones, y que se requieren más estudios para identificar otras variantes alélicas de CYP2C9, así como factores ambientales que contribuyan a esta diferencia farmacocinética [55]. Se ha estimado que la frecuencia de metabolizadores pobres de CYP2C9 es del 0,2-1% en los caucásicos y del 2-3% en los asiáticos [56]. Con el fármaco mefenitoína se descubrió La variación polimórfica de CYP2C19 [57], un agente anticonvulsionante que actualmente ha caído en desuso. Se han identificado nueve alelos no funcionales de CYP2C19 [37], y los pacientes que son homocigotos para estos alelos son altamente sensibles a omeprazol, pantoprazol, proguanilo, diacepam, R-warfarina, propanolol, mefenitoína y hexobarbital, entre otros fármacos. En un estudio en el que se evaluó la eficacia del tratamiento con 20 mg de omeprazol para úlceras gástricas asociadas con Helicobacter pylori, se encontró que los PM de CYP2C19 tuvieron una recuperación total (100%), mientras que los metabolizadores intermedios (IM) y los metabolizadores extensos (EM) tuvieron tasas de recuperación del 50 y el 25%, respectivamente, lo cual sugería un efecto de dosis y respuesta [58]. La determinación de los cambios en el pH intestinal, en sujetos con diferentes genotipos de CYP2C19 que recibieron 20 mg de omeprazol durante ocho días, reveló un aumento del pH de 1,2 a 2,5 en los EM, de 1,2 a 5,5 en los IM y de más de 6 en los PM [59]. El fenotipo PM de CYP2C19 comprende al 2% de la población caucásica, el 19% de la asiática [49] y el 6% de la mexicana [60]. La actividad de la isoforma CYP3A muestra una enorme variación de una persona a otra (más de 10 veces), pero no se han identificado polimorfismos funcionales significativos en la región de codificación génica; por tal motivo, es posible que factores reguladores desconocidos sean los que rijan de forma básica tal variabilidad.

FARMACOGENÉTICA DE LAS EMF DE FASE II. Hace más de 50 años, uno de los primeros polimorfismos del que se detectó una base genética fue el de una enzima conjugadora farmacometabolizante, la N-acetiltransferasa. Dicha isoforma interviene en el metabolismo de unos 16 fármacos de uso común, como isoniazida, procainamida, dapsona, hidralazina y cafeína. Se han identificado unas 15 variantes alélicas, de las cuales algunas no poseen efecto funcional, pero otras guardan relación con disminución o ausencia de la actividad catalítica. Fue la N-acetilación de la isoniacida uno de los primeros ejemplos de variación individual hereditaria en el metabolismo de fase II [20]. Los estudios moleculares posteriores demostraron que en el ser humano existen dos genes de N-acetiltransferasa (NAT1 y NAT2), y que el polimorfismo genético responsable de la variación en el metabolismo de la isoniacida se debía a NAT2 [61]. Ambos genes presentan una homología del 87% y se localizan en 8p22, una región cromosómica en la que se encuentran comúnmente deleciones en varios tipos de cáncer [62-65]. Las N-acetiltransferasas se encuentran en casi todas las especies, desde las bacterias hasta el humano [66]. Estas enzimas catalizan la transferencia de un grupo acetilo de la acetil coenzima A a una amina aromática, una amina heterocíclica o un compuesto de hidracina. En el ser humano, la acetilación es la principal ruta de biotransformación de varios fármacos, de arilaminas e hidracinas, así como de carcinógenos conocidos presentes en la dieta, en el humo del cigarro y en el ambiente. Por ello, se ha investigado ampliamente el fenotipo acetilador y el riesgo de desarrollar cáncer u otras enfermedades complejas, como diabetes, lupus eritematoso sistémico, enfermedad de Parkinson y enfermedad de Alzheimer. Estas asociaciones implican la participación en estos trastornos de factores ambientales metabolizados por las N-acetil transferasas, en particular por NAT2 [67,68]. Otros fármacos afectados por el polimorfismo de NAT2 son la procainamida, la hidralacina, la endralacina, la dapsona y varias sulfonamidas; sin embargo, es rara la incidencia de una respuesta clínica fallida o menos eficiente como consecuencia del polimorfismo de acetilación [68]. El fenotipo acetilador lento se presenta con una frecuencia del 50% en poblaciones caucásicas, y del 10 al 30% en poblaciones asiáticas [69]. Aun cuando el polimorfismo genético de la N-acetiltransferasa constituyó uno de los ejemplos iniciales en la farmacogenética, fue el de la tiopurina metiltransferasa (TMPT) uno de los primeros en aceptarse como prueba farmacogenética en la práctica clínica. La TMPT es una enzima de fase II que cataliza la S-metilación de tioles utilizando S-adenosín metionina como grupo donador de metilos [70]. En el tratamiento de la leucemia linfoblástica aguda, los trastornos autoinmunes, la enfermedad inflamatoria intestinal y en los receptores de trasplantes de órganos se usan las tiopurinas, como la 6-mercaptopurina, la 6-tioguanina y la azatioprina [71]. Estos fármacos son metabolizados, en parte, por la TMPT y presentan un índice terapéutico relativamente estrecho, con mielosupresión como principal efecto tóxico [72]. La actividad de la TMPT en los glóbulos rojos es polimórfica; se ha demostrado una distribución trimodal en 298 individuos caucásicos: el 88,6% tuvo una actividad enzimática alta, el 11,1% tuvo una actividad intermedia y el 0,3% no tuvo actividad detectable [73]. El gen TPMT se localiza en 6p22.3 y comprende diez exones [74]. Las variantes alélicas se caracterizan por mutaciones puntuales en el marco de lectura que están asociadas con baja actividad enzimática como resultado de una disminución en la vida media de la proteína mutante [75]. El polimorfismo genético de TMPT es de gran importancia clínica, ya que los individuos con actividad enzimática de TMPT deficiente o intermedia presentan un gran riesgo de toxicidad, que incluye mielosupresión fatal en dosis estándares de tiopurinas, mientras que los pacientes con una actividad de TMPT muy alta pueden presentar una eficacia terapéutica disminuida [76,77]. Existe una buena concordancia entre el fenotipo y el genotipo TPMT. Los individuos homocigotos para el alelo normal muestran una actividad de TPMT alta, mientras que los heterocigotos y homocigotos para una variante alélica poseen actividad intermedia y baja, respectivamente [78]. El genotipo de TMPT también se ha asociado con el riesgo de desarrollar neoplasias secundarias. En los niños con leucemia linfoblástica aguda tratados con terapias que incluyen tiopurinas y que se han ‘curado’ inicialmente, se ha observado una asociación entre una actividad de la TPMT baja y el desarrollo de mielodisplasias secundarias o leucemia mieloide aguda [79,80]. Aun cuando la secuencia del gen TPMT se determinó hace más de cinco años, no se ha identificado la función normal de la enzima, que se ha estudiado durante cuarenta años. Los sujetos normales con ausencia congénita de actividad de TPMT no parecen sufrir ningún problema hasta que se tratan con fármacos de tiopurinas. Se ha demostrado actividad de TPMT en el riñón y en el hígado, y se han encontrado genes homólogos a TPMT en otros mamíferos como perros y gatos. La función de la TPMT como una enzima destoxificante no es específica; parece poco probable por la limitada especificidad de sustrato, la relativamente alta actividad específica y el bajo nivel de expresión [81]. Los hallazgos clínicos en relación con el fenotipo de la TPMT han dado como resultado el desarrollo de métodos basados en la reacción en cadena de la polimerasa y los fragmentos de restricción de tamaño polimórfico para detectar mutaciones en el gen TMPT; dichos métodos muestran un 98% de concordancia entre el genotipo identificado y el fenotipo determinado por la actividad enzimática de la TMPT en glóbulos rojos [78]. La aplicación clínica de este tipo de estudios ilustra el potencial de la farmacogenética para optimizar la terapia antineoplásica y evitar reacciones adversas en subgrupos de pacientes genéticamente diferentes [82]. La genotipificación de TPMT proporciona a los médicos un método fiable para identificar pacientes deficientes de TPMT que pueden beneficiarse con dosis menores de tiopurinas para evitar efectos adversos. Más aún, la administración de dosis altas de estos fármacos podría mejorar la respuesta terapéutica en pacientes en los que el estudio genotípico de TPMT haya demostrado la ausencia de alelos mutantes [83]. Los hallazgos clínicos en relación con el fenotipo de la TPMT han dado como resultado el desarrollo de métodos basados en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y los fragmentos de restricción de tamaño polimórfico para detectar mutaciones en el gen TMPT; dichos métodos muestran un 98% de concordancia entre el genotipo identificado y el fenotipo determinado por la actividad enzimática de la TMPT en glóbulos rojos [79].

DE LA FARMACOGENÉTICA A LA FARMACOGENÓMICA. Como muchas otras ciencias biomédicas, la farmacogenética se ha convertido en farmacogenómica como resultado de los avances recientes en genómica (término con menos de 20 años de antigüedad). Aun cuando ambos términos se utilizan en la literatura científica indistintamente con frecuencia, existen varias definiciones alternativas. Se ha sugerido que la farmacogenética implica el estudio de un solo gen, mientras que la farmacogenómica abarca el estudio de varios genes o de genomas completos [33,84]. También se ha propuesto que la farmacogenómica cubre ámbitos superiores al ácido desoxirribonucleico (ADN), tales como el ácido ribonucleico mensajero (ARNm) o las proteínas, o que está más relacionada con el desarrollo de fármacos que la farmacogenética [85]. Cualquiera que sea el nombre utilizado, los esfuerzos para una terapia personalizada han entrado en una nueva era. En un documento sobre terminología, La Agencia Europea del Medicamento, define ambos términos como [86]:

	Farmacogenética: es el estudio de la variabilidad en la respuesta ante un tratamiento debido a factores genéticos del individuo o la población, utilizando la información procedente de la genómica para identificar subpoblaciones específicas, pudiendo ser útil para identificar dianas para los agentes farmacéuticos.

	Farmacogenómica: estudio sistemático de todo el genoma (ADN) y sus productos (ARN, proteínas) en relación con los procesos de diseño, descubrimiento y desarrollo de medicamentos.

La farmacogenómica es una disciplina emergente beneficiada por las técnicas genómicas, como la secuenciación de ADN, las micromatrices (microarrays) y la bioinformática, para estudiar las bases genéticas de la variación interindividual en la respuesta a los fármacos, así como para identificar objetivos moleculares para el diseño y desarrollo de nuevos fármacos. En términos generales se puede hablar de dos tipos de pruebas farmacogenéticas:

	Pruebas que clasifican enfermedades: los tests que examinan las diferencias en el ADN, relacionadas directamente con la enfermedad. El test identifica si la base genética de la enfermedad es la adecuada para el tratamiento con el fármaco. Un ejemplo sería el caso de una neoplasia producida por la sobreexpresión de una determinada proteína y el mecanismo de acción del fármaco sea inhibir dicha expresión.

	Pruebas que diferencian a los pacientes: Los tests aplicados al ADN del sujeto para conocer información no relacionada con la enfermedad tratada, lo que permite conocer, por ejemplo, si los pacientes metabolizan correctamente el fármaco y por tanto, toleran la dosis estándar del medicamento.

A pesar del incremento en la productividad relacionada con el descubrimiento de nuevas moléculas y su desarrollo inicial, ha disminuido el número de fármacos considerados como nuevas aplicaciones aprobados por la FDA (Food and Drug Administration). La industria farmacéutica envió durante el período 2002-2003, un 50% menos de aplicaciones para ser evaluadas por la FDA con respecto al período 1996-1997. Por contraste, durante ese tiempo, la inversión en investigación biomédica, procedente del sector privado y público, se ha incrementado casi dos puntos y medio. Por ello, es evidente que los esfuerzos destinados durante estos últimos años al descubrimiento de nuevos fármacos no se ha visto reflejado en el número de nuevos medicamentos que finalmente están en el mercado [87]. El tiempo transcurrido entre la identificación de una molécula terapéutica, potencialmente importante, hasta el lanzamiento de un nuevo medicamento al mercado es de aproximadamente de ocho a diez años. Es un trabajo arduo, con un índice de fracaso superior al 90% y un coste económico muy elevado. Por lo tanto, el desafío de la industria farmacéutica es identificar y desarrollar un compuesto terapéutico lo más rápidamente posible. Se ha estimado que la farmacoterapia actual se basa en menos de 500 dianas moleculares, pero existen más de 10.000 objetivos terapéuticos disponibles para la investigación biomédica [88]. Más del 80% de los productos de investigación no consiguen llegar al mercado por presentar fallos en, al menos, uno de los tres ámbitos del desarrollo del producto: seguridad del fármaco, por un elevado número de efectos adversos, o niveles de toxicidad no esperados; eficacia, porque no hay pruebas suficientes de tener una mayor efectividad que el placebo o un tratamiento activo; y su industrialización, por que el producto no puede ser manufacturado a escalas comerciales con suficientes niveles de calidad. Esta situación se ve agravada por el elevado costo que supone sacar un nuevo medicamento al mercado: se estima que más de 800 millones de dólares son necesarios [87]. Panorama que ha provocado la incorporación de nuevas estrategias al proceso de investigación y desarrollo de medicamentos por parte de la industria farmacéutica [89]. Una de estas nuevas estrategias sobre la que se está depositando grandes esperanzas, es la farmacogenómica [90]. La meta fundamental de la farmacogenómica es definir la contribución de las diferencias genéticas en el metabolismo o en los receptores de fármacos sobre la respuesta farmacológica, y, de esta manera, diseñar un tratamiento personalizado. Los beneficios potenciales de la farmacogenómica incluyen el aumento en la eficacia y la prevención de las reacciones adversas de un medicamento, así como mejorar el cuidado del paciente y disminuir los costes. Estos factores implican que el conocimiento de los principios y aplicaciones de la farmacogenómica será parte indispensable del futuro de la terapia farmacológica en la medicina clínica.

FARMACOGENÓMICA Y VARIANTES GENÉTICAS EN EL SER HUMANO. Desde que los datos de la secuenciación del genoma humano dejaron bien establecido que el 99,9% del ADN es prácticamente idéntico en todos los individuos [91, 92], se conoció que solo la diferencia del 0,1% es la base de la gran diversidad de la población, porcentaje que supone que entre dos personas pueda haber de 2 a 3.2 millones de diferencias en las bases que forman la secuencias del ADN y que esta pequeña diferencia entre los genomas humanos se debe a distintos tipos de variaciones genéticas, como deleciones, el tamaño de las secuencias repetidas, inversiones y, en particular, cambios en un solo par de nucleótidos, conocidos como polimorfismos de nucleótido simple (PNS) [93]. Por definición, un polimorfismo es la ocurrencia en una población de dos o más formas genéticamente determinadas en frecuencias tales que la más rara no podría ser sostenida mediante una mutación sola, o sea una variante genética que se presenta con una frecuencia igual o superior al 1% en una población y no tiene una implicación funcional. A diferencia de una mutación que se presenta con una frecuencia inferior al 1% y tiene implicaciones en el fenotipo. Los PNS pueden tener efecto sobre la función de un gen o pueden ser silenciosos; pero, aun así, sirven como marcadores genéticos en estudios de asociación o ligamiento [94]. Por término medio, los PNS están espaciados por 1.000 pares de bases (pb), (frecuencia aproximada de 1 en cada 1000 bases), por lo que se estima que en el genoma humano, de 3 billones de pares de bases, existen aproximadamente 3 millones de PNS. Hasta el momento, la identificación de PNS ha sido el principal objetivo de la investigación en el campo de la farmacogenómica. En 1999 se creó el SNP (Single Nucleotide Polymorphism) Consortium como una colaboración entre varias compañías farmacéuticas e instituciones académicas y la Wellcome Trust para producir una base de datos de PNS en el genoma humano. El objetivo es que este mapa, disponible de forma gratuita en Internet (http://snp.cshl.org), sirva para la identificación de los genes con importancia para el diagnóstico y tratamiento de las enfermedades. La meta inicial era descubrir 300.000 PNS en dos años, pero los resultados finales excedieron este número ya que para el año 2001 se habían identificado 1,42 millones de variantes [95]. Estas variaciones genéticas pueden explicar, en gran medida, la susceptibilidad genética a varias enfermedades comunes, así como las diferencias individuales en las respuestas farmacológicas [96]. Utilizando métodos genómicos, es posible colocar los PNS descubiertos en un mapa lineal del genoma, cada uno con una localización particular. La colección de las variantes más comunes –con una frecuencia de entre el 5 y el 50% para el alelo más raro – se pueden ordenar como barrotes en una reja, donde cada barrote corresponde a un PNS que es potencialmente identificable en cada individuo. La comparación entre mapas de PNS puede usarse para localizar genes de interés, como mutaciones de enfermedades o variantes asociadas con la eficacia o eventos adversos en la farmacoterapia (Fig. 4). Como prueba de esto, el análisis de mapas de PNS entre pacientes con trastornos como la enfermedad de Alzheimer, la psoriasis o la migraña y sujetos control sin enfermedad, han confirmado genes de susceptibilidad conocidos o han identificado nuevos [97,98].

Figura-4. Utilización de los Polimorfismos de Nucleótido Simples (PNS) en farmacogenómica. PNS en diferentes personas para la base de datos y la utilización del mapa en ensayos clínicos o en la práctica médica.

Una vez identificados los polimorfismos, se debe encontrar las asociaciones entre éstos y las respuestas de los pacientes ante un tratamiento determinado. Se trata de una tarea complicada ya que la mayoría de las respuestas a fármacos y de las enfermedades son multifactoriales [99]. Es probable que las asociaciones encontradas en un estudio no se repitan en otras investigaciones. Esta falta de consistencia se podría explicar por diversos errores: la relación encontrada es débil, el tamaño de la muestra es reducido y se realizan comparaciones múltiples por lo que se generan falsos positivos; no se han tenido en cuenta factores medioambientales; no se incluyen algunas variables de confusión; y la gran heterogeneidad de la enfermedad estudiada [99].

LA GENETIPIFICACIÓN Los análisis de hibridación con sondas de ADN o ARN fluorescente son el centro de la tecnología de los métodos genómicos, como microchips de ADN o micromatrices, técnicas que generan una enorme cantidad de información sobre los patrones de expresión de los genes y constituye una herramienta poderosa para analizar, simultáneamente, el espectro de genes que participan en la respuesta a los fármacos. El desarrollo de las micromatrices es el resultado de avances importantes en nanotecnología y miniaturización de los procesos de síntesis, marcaje y colocación de un gran número de moléculas sobre superficies sólidas. La revista Science destacó esta tecnología entre los avances científicos más importantes en el año 1998 [100]. El principio de las micromatrices es la capacidad de una cadena de ADN para unirse específicamente a su secuencia complementaria, en otra cadena de ADN o de ARN, en un proceso que se denomina hibridación. Las micromatrices genómicas se basan en la hibridación de dos moléculas de ADN, mientras que las de expresión analizan la hibridación entre ADN y ARN. Una micromatriz consiste en una colección ordenada de miles de fragmentos de ADN con secuencia conocida (sondas de ADN) unidos a una superficie, como vidrio o silicio, de 1-5 cm2 y dividida en casillas que actúan como tubos de ensayo para la reacción de hibridación (Fig. 5). La muestra de ADN o ARN, marcada con un fluorocromo, se agrega a la micromatriz para que se efectúe la hibridación; después, se realiza un lavado para eliminar las moléculas no hibridadas.

Figura- 5: Fotografía ampliada del centro recolector de la micromatriz con sus dimensiones.

La marca fluorescente restante, unida al sitio de cada sonda de ADN, se detecta mediante un escáner con un lector óptico acoplado a un láser. Analizando en qué posición hibrida una molécula de ADN sobre el chip, es posible determinar la secuencia de esa muestra de ADN. La técnica implica la síntesis automática de cientos o miles de oligonucleótidos diferentes, cada uno en una posición definida en el chip de silicio. Las reacciones de acoplamiento para la síntesis de estos oligonucleótidos están activadas por la luz y cada ciclo de activación se lleva a cabo a traves de una “mascara” que permite iluminar solo los lugares donde debe añadirse una base específica en un ciclo determinado de síntesis de oligonucleótidos. Tras una tanda de adición, se coloca sobre el chip una mascara diferente, que permite añadir el siguiente nucleótido sólo al conjunto deseado de cadenas de oligonucleótidos en crecimiento sobre el chip. Con estos medios, 32 ciclos de este tipo pueden crear, en un solo chip, un conjunto de 65 000 octámeros diferentes (oligonucleótidos de 8 bases de longitud) en una posición precisa, cada uno de ellos capaz de funcionar como una sonda de hibridación [101]. Esta estrategia facilita enormemente la identificación molecular de todas las posibles mutaciones presentes en un gen o, incluso, en un conjunto de genes. Por lo tanto, el chip de ADN también puede resultar muy útil en la detección de la variación genética responsable del metabolismo y la respuesta diferencial de los distintos individuos a un mismo fármaco [102]. Por otra parte, las micromatrices de expresión permiten analizar la expresión de miles de genes simultáneamente comparando una muestra de ARNm procedente de células neoplásicas o tratadas con otra muestra de ARNm de células de referencia, marcadas con dos fluorocromos diferentes (Fig. 2), primero utilizando la transcriptasa inversa y dNTP modificados con grupos fluorescentes para sintetizar cADN representativos de la población de RNA. A continuación se deja que estos hibriden con los oligonucleótidos en el chip. La formación de híbridos ADN-oligonucleótidos genera una mancha fluorescente que indica la abundancia relativa del cADN unido. En la medida que el experimentador conozca la secuencia de nucleótidos de los genes de interés, podrá analizar los datos para ver el grado de expresión de un gran número de genes en respuesta, por ejemplo, a la secreción hormonal, los cambios del desarrollo o las presiones ambientales. Los cambios en la expresión del genoma humano, es decir, del ARNm, en tejidos relevantes puede ser muy importante en enfermedades en las que la información de ese tejido es significativa para el diagnóstico, el tratamiento o ambos [103].

Figura-1. Micromatriz de expresión. En una laminilla se colocan miles de moléculas de ADN de cadena simple diferentes para que hibriden con cadenas complementarias de RNA mensajero (muestras A y B), estas sondas marcadas emiten señal detectable por medio de un láser. Y los datos obtenidos son analizados mediante medios de la bioinformática.

LA BIOINFORMÁTICA HERRAMIENTA POR EXCELENCIA. La bioinformática juega un papel decisivo para poder transformar los datos en información y ésta en conocimiento. La definición más aceptada de la bioinformática es: "disciplina científica que se interesa por todos los aspectos relacionados con la adquisición, almacenamiento, procesamiento, distribución, análisis e interpretación de información biológica, mediante la aplicación de técnicas y herramientas de las matemáticas, de la biología y de la informática, con el propósito de comprender el significado biológico de una gran variedad de datos". La bioinformática ha representado un indispensable instrumento para el avance actual de la farmacogenómica.

AMPLICHIP CYP450 TEST: APLICANDO EL FUTURO. Para fines de análisis farmacogenético de CYP actualmente esta en uso el AmpliChip CYP450 test, la primera prueba farmacogenómica basada en la tecnología de la micromatriz (“microarray”), autorizada por la FDA, para el uso diagnóstico en Estados Unidos, usando dos industrias “gold standards”, Roche PCR y Affymetrix microarray technology (GeneChip System 3000Dx), para proporcionar genotipos de los genes CYP2D6 y CYP2C19, y fenotipos que permitan predecir la actividad de las enzimas asociadas [104]. En Europa, AmpliChip CYP450 se lanzó en el otoño de 2004. El chip analiza la casi totalidad de polimorfismos del gen CYP2D6 que es responsable a través de las enzimas que codifica de la metabolización de muchos antidepresivos, antipsicóticos, antiarrítmicos, analgésicos, antieméticos y bloqueantes beta-adrenérgicos. Por su parte, el gen CYP2C19, también includído en el chip, codifica enzimas que metabolizan una gran variedad de grupos farmacológicos, como anticonvulsivantes, inhibidores de la bomba de protones, anticoagulantes, benzodiacepinas y antipalúdicos [104, 105].

Figura-6. Imagen del AmpliChip CYP450 comercializado por Roche para analizar los polimorfismos del los genes CYP2D6 y CYP2C19. (Tomada de www.roche-diagnostics.com.)

El test AmpliChip CYP450 incluye los fenotipos [106]:

CYP2C19  Metabolizador pobre (ninguna actividad de la enzima).  Metabolizador extenso (actividad enzimática “normal”).

CYP2D6  Metabolizador pobre (ninguna actividad de la enzima).  Metabolizador intermedio (la actividad de la enzima reducida).  Metabolizador extenso (“normal” la actividad de la enzima).  Metabolizador ultra-rápido (superior que la actividad de la enzima normal).

El resultado es llamado “predicted phenotype” debido a que la ingesta de otros fármacos al mismo tiempo (comedicación) y otros factores ambientales, como la dieta, pueden inhibir o inducir la actividad enzimática del sistema citocromo P450.

Una de las grandes ventajas del AmpliChip CYP450 es que puede detectar no sólo la presencia de duplicaciones del gen CYP2D6, sino también determinar la variación (alelo) duplicada. Esta especificidad es importante para diagnosticar correctamente el fenotipo de metabolización ultrarrápida y evitar una clasificación errónea de los pacientes analizados.

La valoración de fenotipos mostrada en el mapa siguiente (Tablas-2a, b y c), representa las variaciones genéticas específicas para varias combinaciones y los fenotipos para cada gen analizado [106]:

Tabla-2a. La combinación de la actividad de las enzimas, dada por los dos alelos de CYP2C19, determina la actividad metabólica global para un individuo. Para CYP2C19, hay dos fenotipos: metabolizadores pobres (P) y metabolizadores extensos (E). . (Tomada de Roche Diagnostics, THE CYP450 GENE FAMILY & DRUG METABOLISM).

Tabla-2c. E (EM), I (IM), P (PM), U (UM) • Metabolizador Extenso (EM) - Posea al menos uno y no más de dos, alelos funcionalmente normales. • Metabolizador Intermedio (IM) - Posea un alelo de actividad reducida y un alelo nulo. • Metabolizador Pobre (PM) - Lleve dos alelos mutante que producen la pérdida completa de la actividad de la enzima. • Metabolizador Ultra-rápido (UM) Normalmente presentan copias múltiples (3-13) de alelos funcionales que provoca exceso de la actividad enzimática.

Tabla-2b. La combinación de la actividad de las enzimas, dada por los alelos de CYP2D6, determina la actividad metabólica global para un individuo. Para el gen de CYP2D6, hay cuatro fenotipos. Los fenotipos reales pueden afectarse por otros factores como los medioambientales. (Tomada de Roche Diagnostics, THE CYP450 GENE FAMILY & DRUG METABOLISM).

MEDICINA PERSONALIZADA Y FARMACOGENÉTICA: ¿MEDICINA ELITISTA? Teniendo en cuenta que el tratamiento farmacológico actual es deficiente, la OMS estima que sólo existe una terapia adecuada para una 1/4 parte de las enfermedades. Además utilizando una terapéutica teóricamente adecuada se produce 1/3 de fracasos terapéuticos y/o efectos adversos. Han surgido como solución el desarrollo de la farmacogenética y la naciente instauración de la Medicina Personalizada (MP). En la acción terapéutica frente a una enfermedad, generalmente la primera observación del médico es la variabilidad interindividual de la respuesta (Tabla-3). Dicha variabilidad va intrínsecamente ligada a las características genéticas del sujeto moduladas por factores fisiológicos, patológicos y ambientales. Así, una particular dotación genética del sujeto subyace tanto en los factores farmacocinéticos determinantes de la concentración del fármaco en su lugar de acción como en los factores farmacodinámicos (acción específica del fármaco) ligados a la manifestación propia de la enfermedad y a la reacción adversa. En el paso de una medicina tradicional y colectiva a una medicina individualizada (diagnósticos más precisos, tratamientos adaptados al perfil genético, la optimización, eficacia y seguridad de los medicamentos y mejoría en la prevención de enfermedades), la farmacología del futuro pretende realizar una terapéutica individualizada monitorizando el cociente beneficio / riesgo en los sujetos; es decir, determinar el fármaco de elección para la manifestación específica de la enfermedad en el sujeto y la dosis apropiada para conseguir el efecto terapéutico minimizando el riesgo de reacciones adversas. En este sentido la farmacogenómica, considerada como la ciencia de las interacciones fármaco-genoma, está empezando a revolucionar la estratificación de las enfermedades y de los pacientes. Permitiendo optimizar la seguridad y eficacia del tratamiento farmacológico y, por tanto, está formando parte de las bases para la instauración de la MP. La terapia orientada según el genotipo de cada paciente supone un cambio considerable con respecto a la situación actual ya que, en lugar de prescribir de forma general, el tratamiento solo se indicará en aquellos cuyos genotipos permita asegurar niveles adecuados de seguridad y eficacia. Evidentemente, estas decisiones estarán basadas en los resultados de ensayos clínicos en los que se halla demostrado de forma adecuada la relación entre un genotipo determinado y la respuesta a un tratamiento.

Ámbitos de aplicación de la investigación farmacogenética a la medicina individualizada: • Posibilidad de determinar la predisposición individual a determinadas enfermedades y de aplicar la consiguiente prevención. • Posibilidad de hacer o mejorar el diagnóstico de determinadas enfermedades. • Posibilidad de determinar a nivel individual la eficacia y seguridad de los medicamentos.

Aunque existen limitaciones que convierten a la medicina personalizada en un objetivo difícil de alcanzar por la farmacogenética. Probablemente la aceptación sobre el beneficio clínico ha sido un tanto apresurado, o al menos se ha trasmitido una idea errónea sobre su principal aplicación: la medicina personalizada. La idea de los medicamentos a medida para cada paciente es errónea ya que implica asumir en primer lugar, que en la respuesta a medicamentos solo intervengan factores genéticos. De este modo, se simplifica un proceso mucho más complejo en el que intervienen, como hemos planteado con anterioridad, una gran variedad de factores externos (consumo de alcohol, tabaco, o fármacos) e internos (sexo, edad, enfermedad). En segundo lugar supone una visión simplificada de los factores genéticos que pueden estar relacionados con la respuesta a un medicamento, que no podrán ser detectados simplemente con la identificación de los PNS. Como son los fenómenos más complejos como la silenciación de un gen, el “imprinting” genómico o la epistasis. Por otra parte, tampoco tienen en cuenta el carácter dinámico del genoma; que cuando se produce una perturbación en alguno de sus genes, el organismo puede actuar activando otros genes que suplan la función que realizaba el gen dañado. Sin embargo, como hemos comentado antes, sí se puede afirmar que la farmacogenética desempeña un papel importante en lograr fármacos más seguros y eficaces para los pacientes. El uso de un test farmacogenético va a lograr diferencial entre un grupo de pacientes según la probabilidad que exista de responder a un medicamento. En este sentido, la farmacogenética permitirá una clasificación de los pacientes (bajo, medio o buen respondedor) en lugar de una individualización del tratamiento [107]. Por otra parte, existen nuevos campos de investigación, como la proteómica, la transcriptómica y la metabonómica, que están desarrollando a nivel experimental con el fin de tener en cuenta los factores no contemplados por la farmacogenética y que pueden ser esenciales para predecir la respuesta de los pacientes al recibir un medicamento [108]. En especial la metabonómica parase ser que puede convertirse en el método que permita aplicar de forma más generalizada la medicina personalizada.

 Tabla-3. Muestra la tasa en por ciento de la respuesta de pacientes por patologías seleccionadas. Fuente: Apear BB, Heath-Chiozzi M, Huff J. Clinical application os pharmacogenetics. Trenes Mol Med. 2001 May; 7(5): 201-4.

El evidente protagonismo de la industria farmacéutica en la farmacogenómica es prueba de que los intereses comerciales son uno de lo principales motores que están impulsando la farmacogenómica [89]. Motivo por el que se hace necesario considerar las cuestiones éticas que surgen al valorar las consecuencias socio-económicas que pueden suponer la farmacogenómica. Se ha indicado que la selección de los sujetos que participan en los ensayos clínicos podría suponer, según una estimación, un ahorro de aproximadamente 17 millones de dólares o el 21% del coste que actualmente supone el proceso de descubrimiento de un nuevo fármaco [109]. Estimaciones más optimistas señalan un ahorro medio de 80 millones de dólares en el coste del medicamento, teniendo en cuenta los casos en los que la farmacogenética no obtuviese resultados positivos [110]. Sin embargo, no todas las predicciones son tan favorables. Uno de los problemas que la farmacogenómica podría plantear a las grandes compañías farmacéuticas es la reducción de los beneficios obtenidos a partir de los fármacos “superventas” (blockbusters), aquellos que reportan grandes beneficios a la industria por ser utilizados por un elevado número de pacientes, ya que los test farmacogenómicos podrían reducir el número de personas que realmente se están beneficiando de estos fármacos. A modo de ejemplo un medicamento puede estar actualmente indicado para el 80% de los pacientes asmáticos pero sólo es realmente eficaz para el 50% de esa población de enfermos [111]. Por otra parte, la farmacogenómica podría permitir la reincorporación de medicamentos que fueron rechazados para su aprobación en el pasado debido a un elevado número de reacciones adversas o a una escasa eficacia. La inclusión de un test farmacogenómico permitiría relanzar al mercado estos medicamentos pero sólo para pacientes con el genotipo que permita una mayor seguridad y eficacia. Sin embargo el desarrollo de nuevos fármacos limitados a determinados genotipos podría suponer un encarecimiento de los medicamentos, debido a que si disminuye la población a la que va dirigida el nuevo medicamento, la compañía farmacéutica tendría que subir el precio para poder compensar el capital invertido en su investigación y desarrollo [109]. Otro término, la identificación de genes que sirvan de objeto para nuevas estrategias de diagnóstico y tratamiento así como el desarrollo de las terapias personalizadas dependerá del coste del genotipo [112]. La implantación de la farmacogenómica dependerá de una evaluación previa del coste/efectividad. De esta forma se podría aplicar en aquellos casos en los que se logre que el ahorro derivado tratar a menos pacientes y evitar más efectos adversos supere el coste de los test [113]. Una de las áreas en las que la farmacogenómica es muy aplicable es la oncología, dada la elevada toxicidad del tratamiento quicioterapéutico y la gravedad de los resultados clínicos en el cáncer. Por ejemplo, en un estudio se ha estimado que es rentable en Estados Unidos utilizar un test farmacogenético previo el tratamiento con trastuzumab para el cáncer de mamas dado el elevado coste del medicamento (1382$ por dosis) y el bajo precio del test (menos de 100$). En todo caso, la aplicación de un análisis farmacoeconómico estándar, en el cual se valoran parámetros económicos (uso eficiente del dinero), clínicos (máximo resultados en salud), y humanos (satisfacción del paciente y calidad de vida), podrá generar conflictos si prevalecen los intereses sociales frente a los individuales [114].

LA PRÁCTICA CLÍNICA NEUROPSIQUIÁTRICA Y LA FARMACOGENÓMICA.

Desde una perspectiva clínica, existen beneficios obvios de individualizar el tratamiento farmacológico [115]. La farmacoterapia de los trastornos psiquiátricos ha reducido la morbilidad y ha mejorado el pronóstico de millones de individuos en el mundo. A pesar de los tratamientos efectivos para cada trastorno psiquiátrico, la psicofarmacología se practica con frecuencia de manera empírica, de manera que se optimiza el tratamiento individual de cada paciente sobre el paradigma de ensayo y error [116].

Fármacos en neuropsiquiatría: • Los efectos secundarios son causa frecuente de interrupción o fracaso del tratamiento. • El tiempo requerido para obtener el efecto óptimo es muy prolongado (3-8 semanas), necesitándose continuos ajustes de la dosis. • La selección del fármaco y la dosis se hace en gran medida de modo empírico. • Las dosis pueden variar considerablemente entre individuos. • No es posible una monitorización del fármaco.

El genotipaje del CYP2D6 permitirá la elección individualizada de fármaco, la administración de dosis óptimas, la predicción de la respuesta terapéutica, del riesgo de toxicidad y de interacciones y aplicado al ámbito neuropsiquiátrico, podría producir un impacto significativo en la dosificación de antidepresivos, teniendo en cuenta que [117]:

• Hay aproximadamente 45 millones de pacientes con esquizofrenia o depresión en el mundo. 15 millones bajo medicación • 400,000 nuevos casos de depresión al año. • Tratamiento de elección en la mayoría de los países: SSRIs, el 20-25% no responde. • Antidepresivos tricíclicos: fármacos sustitutivos de los SSRI’s (producen ADR’s significativas) • Los antidepresivos tricíclicos se metabolizan por el CYP2D6.

Un ejemplo del significado clínico de los fenotipos PM, EM y UM de CYP2D6 es la respuesta de los pacientes a la nortriptilina. La mayoría de los pacientes (aproximadamente un 90%) requiere 75-150 mg/día para obtener una concentración plasmática terapéutica de 50-150 mg/L. Sin embargo, los metabolizadores lentos sólo necesitan 10-20 mg/día, mientras que los ultrarrápidos requieren 300-500 mg/día. Si se desconoce el fenotipo o genotipo del paciente, existe un riesgo significativo de sobredosificación y toxicidad para los PM, o de baja dosificación para los UM [118]. El antipsicótico haloperidol se metaboliza extensamente en el hígado, y sólo el 1% de la dosis administrada se excreta inalterada en la orina. La enzima CYP2D6 contribuye a la biotransformación del haloperidol, y se ha demostrado que existe una marcada diferencia interindividual entre los efectos adversos, síntomas extrapiramidales, y el fenotipo/genotipo metabolizador de CYP2D6 [119]. En el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer se ha informado de que la presencia del alelo Apo E4 (apolipoproteína E4) se correlaciona con una pobre respuesta al agente colinérgico tacrina [120], y que los pacientes con genotipo E4 negativo muestran mejor respuesta [121]. Los estudios farmacogenómicos para evaluar la respuesta farmacológica en la esquizofrenia se han centrado en la clozapina y en los polimorfismos de los receptores 5-HT2A y dopamina. Las variantes genéticas en los receptores se han asociado con una respuesta a la clozapina a largo plazo [122], mientras que las variantes dopaminérgicas se han relacionado con una respuesta temprana a los neurolépticos [123,124]; ello sugiere que sistemas diferentes pueden contribuir a la respuesta terapéutica en diferentes etapas del tratamiento [125]. El ácido valproico se utiliza frecuentemente en el tratamiento de la epilepsia, además de prescribirse en la enfermedad bipolar, el dolor neuropático y el tratamiento profiláctico de la migraña. En un estudio reciente, se investigó la relación entre el genotipo CYP2C9 y la biotransformación de ácido valproico en su metabolito hepatotóxico, ácido 2-propil-4-pentenoico (ácido 4-enevalproico). Los resultados indicaron que las variantes alélicas CYP2C9*2 y CYP2C9*3 fueron menos eficientes para metabolizar el ácido valproico, además de que los microsomas hepáticos de individuos homocigotos y heterocigotos para estos alelos mostraron una reducción en la oxidación de este fármaco [126].

PERSPECTIVAS DE LA FARMACOGENÓMICA. El proyecto genoma humano ha revitalizado las expectativas sobre el papel que la farmacogenética puede desempeñar en el desarrollo de nuevos medicamentos y de la medicina individualizada. Según una estimación, en un tiempo aproximado de 10 años entre el 20 y 30% de los nuevos fármacos serán comercializados conjuntamente con un test farmacogenético [127]. Sin embargo diversos autores consideran excesiva estas expectativas estimando que menos del 15% de los medicamentos serán susceptibles de incorporar este tipo de estudio [110]. La amplia aplicación clínica de los nuevos conocimientos obtenidos de la farmacogenómica contribuirá a racionalizar los sistemas sanitarios, reducir los fracasos terapéuticos, minimizar los efectos secundarios y evitar los costes de tratamientos subóptimos e inadecuados. Este reto clásico ya es un hecho, ejemplo de ello lo encontramos en industrias como Roche. Productos como Herceptin® (Trastuzumab indicado por ejemplo para el cáncer de mama con sobreexpresión de la proteína HER2), un anticuerpo monoclonal del receptor HER2. La familia HER consiste en cuatro transreceptores de membrana estrechamente relacionados: HER1 (EGFR o erbB1), HER2 (erbB2), HER3 (erbB3) y HER4 (erbB4). Todos estos receptores tienen un dominio extracelular de unión al ligando, una región transmembrana y un dominio intracelular citoplasmático. El dominio citoplasmático tiene actividad tirosin-quinasa que media la auto fosforilación y la fosforilación cruzada del receptor. La unión del ligando al receptor induce la dimerización del receptor, resultando en la formación tanto de homodímeros o heterodímeros con los receptores HER. Los miembros de la familia HER tienen características diferenciales que afectan a su función, a pesar de tener estructuras similares. HER1 y HER2 están involucrados en el crecimiento y diferenciación de las células normales. Sin embargo, el descubrimiento de que muchos tumores tienen una expresión anormal o aumentada, sugiriendo un papel de los mismos en la tunorogénesis. Como resultado del papel de HER1 y HER2 en la patogénesis tumoral, se han constituido en dianas para el desarrollo de nuevas terapias antitumorales dirigidas. Por razones no completamente conocidas Trastuzumab es solamente efectivo en cáncer de mama que sobre expresa HER2. Existen otros nuevos productos para personalizar la atención médica y mejorar los resultados terapéuticos. Entre estos, destaca el test AmpliChip Leukemia (actualmente en estado avanzado de desarrollo), cuya principal ventaja es que permite la subtipificación de la leucemia, un hecho especialmente relevante, dado que cada uno de los 20 subtipos de leucemia conocidos requiere un abordaje terapéutico distinto. Y el test AmpliChip p53, que identifica mutaciones del gen p53, hecho relevante porque las mutaciones del gen supresor tumoral p53 o la sobreexpresión de su producto proteínico son factores predictivos potenciales del pronóstico del paciente y de la respuesta terapéutica además se pueden estratificar los riesgos, conocer la resistencia individual del paciente a ciertos fármacos quimioterapéuticos y determinar la probabilidad de recaída temprana y supervivencia en tumores tales como el carcinoma pulmonar no microcítico, el cáncer de vejiga o el de mama. Finalmente, la prueba PCR de la septicemia, SetiFast, puede detectar directamente infecciones bacterianas y fúngicas en una muestra de sangre y no sólo acorta significativamente el tiempo hasta el diagnóstico acelerando la puesta en marcha del tratamiento, sino que suministra datos exactos que facilitan la elección de un tratamiento más adecuado, evitando la aparición de resistencias.

APROXIMACIÓN A LOS ASPECTOS ÉTICOS DE LA INVESTIGACIÓN FARMACOGENÓMICA. La relevancia de la farmacogenética hace necesaria la dilatación de mayor tiempo y esfuerzo a la investigación en esta materia. Necesidad que a su vez obliga a valorar los problemas éticos que pudieran presentarse en el diseño y realización de estas investigaciones, especialmente en el ámbito clínico. Habrá que sumar a las cuestiones que son comunes la investigación con seres humanos, aquellos aspectos éticos relacionados con la investigación genética con seres humanos y/o muestras humanas. Temas que conforman el marco ético en el cual se va desarrollando la investigación farmacogenética. El principal objetivo de la investigación clínica es la obtención del conocimiento generalizable con el fin de mejorar la salud o profundizar el conocimiento sobre la biología humana. El medio para conseguir este fin son los seres humanos que participan en la investigación por lo que se procura primariamente el avance del conocimiento científico que pueda beneficiar a futuros pacientes, y no se busca la curación de cada enfermo individual. Circunstancias en las que siempre es posible durante la investigación clínica someter a un riesgo innecesario o desproporcionado a los participantes. Motivo que hace indispensable establecer requisitos éticos que aseguren los derechos y el trato con respeto a los pacientes en un estudio, al mismo tiempo que están contribuyendo a un bien social [128]. Uno de los temas de mayor interés para la bioética ha sido siempre la genética, incrementándose el debate ético en torno al tema desde la puesta en marcha del proyecto genoma humano. Actualmente la normativa sobre los aspectos éticos de la investigación genética es muy amplia, un documento de referencia en el que se exponen los principios éticos sobre los que deben apoyarse la investigación sobre genoma humano y sus aplicaciones, es la declaración universal sobre el genoma humano y los derechos humanos de la UNESCO [129]. Resulta evidente que la investigación genética engloba un campo muy amplio y, por tanto, los temas éticos que se plantean son muy diversos [130]. Entre los problemas éticos relacionados con la genética se encuentran:

• Aspectos relacionados con la genética reproductiva (embriones o la clonación). • Problemas planteados por la terapia génica y otras técnicas de manipulación genética. • Los problemas éticos derivados de la obtención y utilización de la información genética. Principal problema presente en la investigación farmacogenética. Actualmente la información genética es considerada una información sensible que debe ser protegida. El énfasis que se ha dado a la información genética ha provocado que la investigación genomita este estrechamente ligada a medidas estrictas para la protección de la confidencialidad de los datos obtenidos. Sin embargo, muchos autores no creen justificado que la información genética deba ser considerada única y merecedora de un tratamiento especial. Primero porque esta postura esta basada erróneamente en el determinismo genético, es decir, considera la información genética como algo definitivo, (en lugar de en términos probabilísticos), sin tener en cuenta el papel ejercido por otros factores [131]. Segundo porque esta postura seria manifestación de un “excepcionalismo genético” sin fundamentos, pues otros aspectos relacionados con la salud humana pueden ser igualmente sensibles [132]. Ciertamente es necesario reconocer que sería un error asumir que la información genética es cualitativamente distinta, sin embargo hay que señalar que en general, las pruebas farmacogenéticas pueden originar una gran información y por este motivo, ser de especial relevancia. A lo que se le añade un aspecto más propio de la genética y que hace referencia a la relevancia que esta información pueda tener en la familia, una comunidad o un determinado grupo étnico [133]. Hacia los 70 se inicia la reflexión sobre los aspectos éticos de la investigación relacionada con la farmacogenética. En un artículo publicado en 1978 Motulsky señaló algunos de los conflictos éticos que la farmacogenética podría plantear: la estigmatización de grupos más desfavorecidos, la discriminación laboral o social debida a la información genética, o la distribución injusta de los recursos en investigación [134]. La valoración de los aspectos éticos, legales y sociales de la investigación farmacogenética es una necesidad, por lo que debemos conocer con detalles los condicionantes y problemas que la farmacogenética plantea, de esta forma podrá ser regulada mediante normas que, siguiendo los principios éticos generales de la investigación con seres humanos y genética, tengan en cuenta también las peculiaridades de este tipo de investigación. Uno de los aspectos inherentes a la investigación farmacogenética es que está orientada a lograr la mayor eficiencia posible, especialmente cuando está financiada por la industria farmacéutica. Lo que significa que probablemente no todos los genotipos existentes estarán incluidos en los ensayos clínicos, sino sólo los que estén presentes con mayor frecuencia en la población a al que se le quiere aplicar los resultados del estudio. De esta forma, podrían aparecer enfermos con un perfil genético determinado para los cuales no resultaría rentable invertir en el desarrollo de nuevas moléculas, dando lugar a la aparición de nuevos “genotipos huérfanos” [135]. Por ejemplo, en pacientes con asma la presencia de un promotor denominado ALOX5 (araqidonato 5-lipoxigenasa) predice perfectamente la falta de respuesta ante el tratamiento antiasmático convencional. Dado que no existen tratamientos alternativos las personas que presentan el genotipo relacionado con la falta de respuesta serán un ejemplo de genotipo huérfano [136]. Evidentemente, la farmacogenómica no crea los genotipos huérfanos sino que simplemente desvela una situación que se estaba dando de hecho. No obstante, esta situación podría crear problemas relacionados con la justicia distributiva, planteando si es aceptable centrar las investigaciones solo en aquellas áreas en las que se producen mayores beneficios económicos [137]. Ante este problema es necesario proponer alternativas como el desarrollo de incentivos que promuevan la investigación en genotipos menos frecuentes, tal y como se hace actualmente con los medicamentos huérfanos. Por otra parte la exclusión de determinados grupos étnicos en las investigaciones. Por ejemplo, se podría plantear la inclusión de una determinada raza que fuese más preponderante en los países desarrollados, ya que numerosos estudios han demostrado que la raza es un factor importante para explicar las diferencias en las respuestas a los medicamentos. En consecuencia, si una población determinada es la que predomina en un ensayo clínico, el perfil farmacológico sobre la seguridad y eficacia del medicamento no sería aplicable a otra raza. Esto que justificaría la no exportación del nuevo producto a países en vías de desarrollo, no sólo por cuestiones comerciales, sino también científicas dado que no habrían datos científicos en los que apoyarse para poder aplicar los resultados de estos ensayos clínicos a otras poblaciones [138]. Por lo que la protección de las comunidades es un principio sobre el que se debe apoyar toda investigación cuando sus resultados pueden tener consecuencias sobre una raza o grupo ético. Siendo necesario valorar no sólo los riesgos y beneficios a nivel individual sino también a los que puedan afectar a una comunidad en su conjunto.

CONCLUSIONES Podemos afirmar, basándonos en los avances recientes de la genética, que el tratamiento farmacológico personalizado no es una utopía. El Proyecto Genoma Humano, las micromatrices y la bioinformática han permitido el avance al respecto, haciendo posible identificar los polimorfismos genéticos relacionados con la respuesta a los fármacos, determinar el perfil genético individual e integrar estos datos para facilitar la decisión clínica de un tratamiento adecuado. Actualmente, ya es posible detectar variaciones en la secuencia de genes clave implicados en el metabolismo de fármacos o en la destoxificación de compuestos. La primera prueba basada en micromatrices, AmpliChip CYP450, autorizada por la FDA (Agencia de Medicamentos Estadounidense), para el uso diagnóstico en Estados Unidos. AmpliChip CYP450, opera con tecnología micromatricial de Affymetrix, analiza los genotipos de los citocromos P450 2D6 y P450 2C19. En Europa, AmpliChip CYP450 se lanzó en el otoño de 2004. En esta prueba convergen los puntos fuertes de dos técnicas de referencia en la industria: la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) de Roche, capaz de multiplicar cantidades ínfimas de material genético hasta niveles detectables, y las micromatrices de alta densidad de Affymetrix, chips de cristal con decenas de miles de fragmentos de ADN, exactamente ordenados, en menos espacio que el de una uña. Asimismo el sistema GeneChip System 3000Dx, de Affymetrix, Inc. utilizado para la prueba AmpliChip CYP450, también ha sido autorizado por la FDA para el uso diagnóstico en Estados Unidos. En el futuro, la farmacogenómica comprenderá dos aspectos básicos principales: el diseño y desarrollo de nuevos fármacos y el análisis genético de los pacientes antes del tratamiento. La primera meta será posible lograrla mediante la cooperación entre la industria farmacéutica y los laboratorios altamente especializados, mientras que la segunda deberá alcanzarse mediante los laboratorios clínicos. Sin embargo, en general, la práctica clínica actual no está preparada para beneficiarse de la revolución genómica; de hecho, la mayor parte de los profesionales de la salud no ha tenido formación farmacogenómica en su entrenamiento formal. Por lo que se impone una necesidad creciente de incorporar este conocimiento farmacogenómico en los programas reestudios de médicos y farmacéuticos, para afrontar la nueva práctica farmacológica y la investigación en el diseño y desarrollo de nuevos fármacos [139,140]. Generalmente pasan muchos años entes que una investigación en el laboratorio se traduzca en una aplicación práctica con un beneficio real para los pacientes. Y añadiendo que el desarrollo de fármacos por parte de la industria farmacéutica y su autorización de uso por las autoridades sanitarias habitualmente también es un proceso largo, es posible que hasta dentro de unos 20 años o más no se disponga del denominado tratamiento personalizado aplicado de forma generalizada [141]. No puede haber una discusión completa sobre el uso de estrategias genéticas o genómicas en la salud, sin considerar los aspectos éticos, legales y sociales implicados. Naturalmente, surgen varias preocupaciones éticas, que van más allá del individuo como sujeto de investigación o el paciente e incluye a los miembros de la familia, otros familiares y miembros de un grupo étnico individual y en gran medida pudiera entrar en conflicto con las demandas de los aseguradores y su tratamiento por parte de los empleadores, incluyendo la posible creación de genotipos “huérfanos”, con la posibilidad de que las compañías de seguro de salud y de vida nieguen una cobertura para los individuos con algunos genotipos raros y más costosos; el aumento de la inseguridad si se diagnostican trastornos genéticos que sean asintomáticos donde no se disponga de intervenciones efectivas para mejorar su desenlace; y el desempeño de los profesionales de la salud relacionados con la farmacogenómica y las consecuencias sociales de emplear categorías étnicas en las investigaciones y en la atención clínica. Sin embargo se ha argumentado que la genotipificación para fines farmacogenéticos conlleva menos potencial discriminatorio que otras pruebas genéticas y que, además, posee un claro beneficio para el paciente [142]. En efecto, el público podría percibir las pruebas farmacogenéticas de manera diferente a otras pruebas genéticas debido a: que está asociada al concepto claro y rápidamente accesible de la minimización de los efectos secundarios a los medicamentos; y porque concierne a polimorfismos genéticos en lugar de a mutaciones para enfermedades raras y, por tanto, tiene el potencial de afectar a un número relativamente grande de pacientes [143]. No obstante, hay que tener en cuenta que cualquier prueba genética puede revelar información personal que puede usarse de manera contraria a los intereses del paciente, por lo que se debe asegurar la confidencialidad y privacidad de los resultados. Por ello, las normas éticas y legales generales requieren una carta de consentimiento informado del paciente antes de tomarle una muestra para analizar su ADN [144]. Las pruebas genéticas para las respuestas y las reacciones a los fármacos deben ser parte de la atención regular de la salud, y no formar parte de una categoría genética especial. Como cualquier diagnóstico o tratamiento, las personas tienen el derecho a rechazar una prueba farmacogenética [145]. Aun cuando el desarrollo de la farmacogenómica no parece originar nuevos aspectos éticos, se requiere implementar normas cuidadosas para los protocolos de investigación y para el manejo de la información genética generada. Desde una perspectiva social, el efecto potencial de la información farmacogenómica irá en función de la necesidad médica, la utilidad clínica y la facilidad de uso. La integración de la farmacogenómica y la medicina molecular a la atención médica marcharán a la par una redefinición de las normas nosológicas y de tratamiento. Por lo tanto, los genotipos pronto serán correlacionados no sólo con los factores convencionales de riesgo incluyendo la edad, el sexo, la función orgánica, la forma de vida del paciente, etc., sino también con otros factores como la raza, el origen étnico, conducta, inteligencia o el poder económico de una población específica, lo que pudiera tener implicaciones no solo para una de las razones más importantes, la calidad de vida de los pacientes, sino también para el mejoramiento de la industria farmacéutica. De esta integración continuará emergiendo la naciente medicina personalizada. En términos generales podemos afirmar que la investigación en el campo de la farmacogenómica puede tener un importante impacto en los siguientes procesos:

 Evaluación de la variabilidad genética con el fin de que el cribado permita diferenciar las variantes genéticas más frecuentes de las que afectan sólo a una minoría.  Cribado toxicogenómico inicial de los compuestos para comprobar si se pueden ver afectados por polimorfismos que se sabe que afecta al metabolismo de un tipo de fármaco, o bien al transporte, acción, eliminación y a las moléculas diana.  Seleccionar a los pacientes que participaran en un ensayo clínico fase III sólo si poseen un perfil genético que en ensayo fase II se haya demostrado que se asocian con una mayor seguridad y/o eficacia.  Mejorar los perfiles de seguridad y eficacia de fármacos para determinadas poblaciones, incluyendo la posibilidad de evitar que reciban el tratamiento los pacientes en los que tienen una eficacia limitada o bien se asocia a riesgos adversos graves [146].

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